CN102629827A - 具有可扩展性能的电源电路和用于操作该电源电路的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请描述了电源电路和用于操作电源电路的方法。在一种实施方式中，电源电路包括配置为将输入电压转换为输出电压的多个功率元件、连接至功率元件并配置为驱动功率元件的驱动电路、连接至功率元件并配置为控制功率元件将输入电压转换为输出电压的调节控制器，以及连接至功率元件的至少一个旁路开关。所述至少一个旁路开关用来旁路至少一个功率元件。还描述了其他实施方式。

Description

具有可扩展性能的电源电路和用于操作该电源电路的方法
技术领域
本发明的实施方式主要涉及电气系统和用于操作该电气系统的方法，并且更具体地，涉及电源电路和用于操作该电源电路的方法。
背景技术
电源电路将输入电压转换成期望的输出电压。通过评估电源电路的特性或参数，如待机电流消耗、负载响应和噪声电平，可以确定电源电路的性能。
常规电源电路通常不能在不明显增加成本的情况下提供可扩展的性能。在常规电源电路中，功率元件或者全部集成在电源电路中或者完全放置在电源电路外面。当功率元件全部集成在电源电路中时，常规电源电路不包括用于提高性能的任何外部装置，并且常规电源电路的性能固定。当功率元件完全放置在电源电路外面时，常规电源电路具有允许性能具有一定的可扩展性的可能性。然而，外部功率元件增加了电源电路的制造成本。例如，外部功率元件需要额外的封装，在模块生产期间带来更多的成本，并要求附加的模块测试时间用于验证焊接连接。此外，不能容易地优化外部功率元件的电路面积尺寸。而且，通常不能容易地进行外部功率元件的电磁兼容性(EMC)优化。
发明内容
描述了一种电源电路和用于操作该电源电路的方法。在一种实施方式中，电源电路包括配置为将输入电压转换为输出电压的多个功率元件、连接至功率元件并配置为驱动功率元件的驱动电路、连接至功率元件并配置为控制功率元件将输入电压转换为输出电压的调节控制器，以及连接至功率元件的至少一个旁路开关。所述至少一个旁路开关用来旁路至少一个功率元件。还描述了其他实施方式
在一种实施方式中，一种电源电路包括配置为将输入电压转换为输出电压的4个功率元件，连接至所述4个功率元件并配置为驱动所述4个功率元件的驱动电路，连接至所述4个功率元件并配置为控制所述4个功率元件将输入电压转换为输出电压的调节控制器，第一旁路开关和第二旁路开关。第一旁路开关仅与所述4个功率元件中的第一功率元件并联连接并用来旁路第一功率元件。第二旁路开关仅与所述4个功率元件中的第二功率元件并联连接并用来旁路第二功率元件。
在一种实施方式中，用于操作电源电路的方法涉及下述步骤：为电源电路选择降压工作模式或升压工作模式；在降压工作模式中，采用电源电路的多个功率元件将输入电压转换为低于输入电压的输出电压；在升压工作模式中，采用电源电路的多个功率元件将输入电压转换为高于输入电压的输出电压；以及采用至少一个旁路开关旁路至少一个功率元件。
通过下文结合附图以举例说明本发明的原理的方式给出的详细描述，本发明的实施方式的其他方面和优点将变得明显。
附图说明
图1为根据本发明的实施方式的电源电路的示意性框图。
图2示出了图1中所示的开关模式电源的状态机图。
图3示出了图1的电源电路的实施方式。
图4为用于操作根据本发明的实施方式的电源电路的方法的过程流程示意图。
在整个说明书中，相似的附图标记可以用来标识相似的元件。
具体实施方式
将容易理解，在本文中一般描述和在附图中所示的实施方式的部件可以以多种不同的配置设置和设计。因此，在附图中表示的多种实施方式的接下来的详细描述不是要限制本公开内容的范围，而是仅代表多种实施方式。虽然在附图中呈现了实施方式的多个方面，但除非具体说明，附图没有必要按比例绘制。
所描述的实施方式在所有方面将被认为仅是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的范围由随附权利要求表示而不是由这种详细描述表示。落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化将包含在它们的范围之内。
在本说明书中对特征、优点或类似语言的提及并不意味着可以由本发明实现的所有特征和优点都在或应当在任何单个实施方式。相反，涉及特征和优点的语言被理解为是指结合一种实施方式描述的特定特征、优点或特性包括在至少一种实施方式中。因此，在整个说明书中有关特征和优点的讨论以及类似语言可以，但没有必要，涉及相同的实施方式。
而且，本发明的被描述的特征、优点和特性可以以任何适合的方式在一种或多种实施方式中组合。本领域技术人员将会认识到，根据本文的描述，可以在不存在特定实施方式的特定特征或优点中的一个或多个的情况下实践本发明。在其他例子中，可以在不存在于本发明的所有实施方式中的某些实施方式中认识到附加的特征和优点。
在整个说明书中对“一种实施方式”、“实施方式”或类似语言的提及是指结合所指示的实施方式描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施方式中。因此，整个说明书中的用语“在一种实施方式中”、“在实施方式中”和类似语言可以，但没有必要，都涉及相同的实施方式。
图1为根据本发明的实施方的式电源电路100的示意性框图。该电源电路可以用于多种装置和应用，如计算机、工业机械、和家用电器。在一些实施方式中，电源电路用于汽车应用。例如，电源电路用在机动车辆的车体控制器、防抱死刹车系统(ABS)、电子稳定性控制系统、发动机管理系统、变速箱系统、电动力转向系统和电动空气悬挂控制系统。
在图1所示的实施方式中，电源电路100包括第一输入端102-1、第二输入端102-2、第一功率元件104-1、第二功率元件104-2、第三功率元件104-3和第四功率元件104-4。此外，该电源电路包括驱动电路106、调节控制器108、输出端110、第一旁路开关112-1和第二旁路开关112-2。该电源电路配置为接收包括具有输入电压“Vin”和输入电流“Iin”的输入电压信号的输入信号，并产生具有输出电压“Vout”和输出电流“Iout”的输出信号。虽然该电源电路被图示和描述为具有某些部件和功能，但该电源电路的其实施方式可以包括更少或更多的部件，以执行更少或更多的功能。例如，电源电路可以包括任何数量的输入端、任何数量的功率元件、任何数量的驱动电路、任何数量的调节控制器、任何数量的输出端和/或任何数量的旁路开关。
电源电路100的第一输入端102-1用来接收输入电压“Vin”。第二输入端102-2用来接收参考电压“Vref”。在一种实施方式中，电源电路包括用于提供参考电压Vref的内置参考电压源。在该实施方式中，电源电路可以不包括第二输入端。虽然电源电路在图1中示出接收一个输入电压Vin和一个参考电压Vref，但在其他实施方式中电源电路可以接收多于一个的输入电压和/或多于一个的参考电压。
在图1所示的实施方式中，电源电路100可以配置为以不同的工作模式运行。图2示出了图1中所示的电源电路的状态机图。在图2的状态机图中，电源电路配置为在降压工作模式202和升压工作模式204之间进行切换。在降压工作模式中，电源电路将输入电压Vin下转换成输出电压Vout。也就是说，电源电路的输出电压Vout低于电源电路的输入电压Vin。在升压工作模式中，电源电路将输入电压Vin上转换成输出电压Vout。也就是说，电源电路的输出电压Vout高于电源电路的输入电压Vin。在一种实施方式中，电源电路包括监测模块(未示出)，其配置为监测输入电压Vin，并根据输入电压Vin和期望的输出电压电平之间的关系自动在降压工作模式和升压工作模式之间进行选择。
返回图1，电源电路100的第一、第二、第三和第四功率元件104-1、104-2、104-3、104-4配置为将输入电压Vin转换成输出电压Vout。至少一个功率元件可以开关和/或整流元件，如NMOS晶体管、PMOS晶体管、NPN双极结晶体管、或PNP双极结晶体管，或二极管，如肖特基二极管。在一种实施方式中，4个功率元件中的仅一些功率元件在降压工作模式202和升压工作模式204进行电压转换功能。例如，仅第一功率元件和第二功率元件在降压工作模式中进行电压转换功能。在降压工作模式中，第三和第四功率元件不进行电压转换功能。在该示例中，仅第三和第四功率元件在升压工作模式进行电压转换功能。在升压工作模式中，第一功率元件和第二功率元件不进行电压转换功能。电源电路可以以独占方式仅以降压工作模式和升压工作模式中的一种运行。此外，由电源电路支持的工作模式可以依赖于包括在该电源电路中的功率元件的数量。在一些实施方式中，电源电路可以包括少于4个的功率元件，并仅实现降压工作模式和升压工作模式中的一种。例如，电源电路可以仅包括第一功率元件和第二功率元件并仅实现降压工作模式。在另一示例中，电源电路可以仅包括第三和第四功率元件并仅实现升压工作模式。
在一种实施方式中，电源电路100为开关模式电源。在该实施方式中，该电源电路包括其他电路元件，如至少一个电容器和至少一个电感器。作为开关模式电源，电源电路运行以通过切换流过电感器的电流而将输入电压转换成输出电压。
电源电路100的驱动电路106连接至功率元件104-1、104-2、104-3、104-4，并配置为驱动功率元件。该电源电路的调节控制器108连接至功率元件，并配置为控制功率元件将输入电压Vin转换成输出电压Vout。在一种实施方式中，调节控制器进一步配置成为电源电路选择降压工作模式202或升压工作模式204。调节控制器可以为数字电路或模拟电路。虽然调节控制器在图1中图示为在功率元件的外面，但在其他实施方式中，调节控制器集成在功率元件内。
电源电路100的输出端110用来输出具有输出电压Vout和输出电流Iout的至少一个输出信号。输出信号可以施加至电源电路的负载，如机动车辆的部件。虽然电源电路在图1中图示为输出单个输出电压Vout，但在其他实施方式中电源电路可以输出多于一个的输出电压。
在图1中所示的实施方式，电源电路100包括反馈回路114，其将输出端110连接至调节控制器108。该反馈回路用来将输出电压Vout调整为期望的输出电压。该反馈回路可以包括一个或多个电阻器(未示出)。在一些实施方式中，电源电路不包括任何将输出端连接至调节控制器的反馈回路。
电源电路100的旁路开关112-1、112-2连接至第一和第四功率元件104-1、104-4，并用来旁路对应的功率元件。具体地，电源电路100的第一旁路开关与第一功率元件并联并用来旁路第一功率元件。第二旁路开关与第四功率元件并联并用来旁路第四功率元件。每个旁路开关都由控制信号控制，该控制信号可以从驱动电路(未示出)产生和/或传送。在一种实施方式中，至少一个旁路开关被实施为半导体晶体管。在另一实施方式中，至少一个旁路开关被实施为继电器，即电动操作开关。至少一个旁路开关可以为具有低电阻电压系数(Rdson)和中/高电流容量的开关，或者为具有高Rdson和低/中电流容量的开关。虽然电源电路在图1中图示为包括两个旁路开关，但电源电路可以包括任何数量的旁路开关。例如，电源电路可以仅包括一个旁路开关，用于两个功率元件104-1、104-4中的一个功率元件。替代地，电源电路可以包括多个旁路开关，其与一个功率元件，如，与功率元件104-1和/或功率元件104-4并联放置。
在图1所示的实施方式中，功率元件104-1、104-2、104-3、104-4、驱动电路106和调节控制器108位于或集成在集成电路(IC)芯片116中。旁路开关112-1、112-2不位于该IC芯片中。换句话说，旁路开关位于该IC芯片的外部或外面。
常规电源电路通常不能在不明显增加成本的情况下提供可扩展性能。在常规电源电路中，功率元件或者全部集成在电源电路中或者完全放置在电源电路外面。当功率元件全部集成在电源电路中时，常规电源电路不包括用于提高性能的任何外部装置。因此，常规电源电路的性能固定。当功率元件完全放置在电源电路外面时，常规电源电路具有允许性能具有一定的可扩展性的可能性。然而，外部功率元件需要额外的封装，在模块生产期间带来更多的成本，并要求附加的模块测试时间用于验证外部功率元件和电源电路的主体之间的焊接连接。因此，外部功率元件具有高的制造成本。此外，不能容易地优化外部功率元件的电路面积的尺寸，如印刷电路板(PCB)的尺寸。而且，对于开关模式电源，快速开关外部功率元件之间的互连会引起比集成功率元件大很多的电流回路。结果，不能容易地进行外部功率元件的EMC优化。此外，电流模式开关模式电源要求经过功率元件的电流检测，这在功率元件位于电源电路的外面时更加难以实现。例如，附加分流电阻器可以用于电流检测，该分流电阻器在模块生产期间带来更多成本且要求附加模块测试时间。这种分流电阻器可以引起附加的功率损耗，这降低了开关模式电源的效率并会引起稳定性问题。
采用旁路开关112-1、112-2，电源电路100在不明显增加成本的情况下提供可扩展性能。功率元件可以在输出电流容量方面提供足够的基本性能。通过启用或停用和/或放置或不放置旁路开关，可以实现扩展性。在一种实施方式中，旁路开关仅在电源电路的工作模式变化时接通(闭合)或断开(打开)。换句话说，每个旁路开关仅在降压工作模式202和升压工作模式204之间转换时才接通或断开。当电源电路以相同的工作模式运行时，每个旁路开关的开/关状态不变。换句话说，在电源电路以相同的工作模式运行时，每个旁路开关的开/关状态被维持在相同的开/关状态。每个旁路开关用来旁路电源电路正在运行的特定工作模式(即降压工作模式或升压工作模式)不需要的一个内部功率元件。当电源电路为开关模式电源时，不以与开关模式电源的电感器中的电流一致的频率和占空比主动切换旁路开关。换句话说，旁路开关不支持电感器电流的高切换速度。由于外部旁路开关仅在降压工作模式和升压工作模式之间转换时才接通或断开并且不以高频切换，因此可以简化相关联的驱动电路，并且可以优化电源电路的EMC性能。例如，当旁路开关被实施为金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)时，不再需要大的控制电流来提供MOSFET的栅源电容的快速充电或放电。此外，外部旁路开关对于电源电路的用户，如终端消费者，具有明显的EMC优势。具体地，由于外部旁路开关不以高频切换，因此可以容易地进行旁路开关的EMC优化。而且，由于外部旁路开关不以高频切换，因此可以避免开关损耗。此外，当旁路开关可移除时，通过添加或移除旁路开关和/或通过改变旁路开关的类型，可以实现可扩展性。这允许电源电路的用户，如终端消费者，以与外部旁路开关相关联的附加成本换取所要求的性能。结果，可移除的旁路开关允许低端电源电路性能的成本优化，同时提供可扩展性选择以实现较高性能。
在一种实施方式中，旁路开关112-1、112-2通过改善在工作模式202、204中不起作用的功率元件的电绝缘效率而改善功率元件104-1、104-2、104-3、104-4在该工作模式中的性能。例如，仅第一功率元件和第二功率元件在降压工作模式中进行电压转换功能。在降压工作模式中，第三和第四功率元件不进行电压转换功能。在该示例中，仅第三和第四功率元件在升压工作模式中进行电压转换功能。在升压工作模式中，第一功率元件和第二功率元件不进行电压转换功能。然而，内部功率元件有意地未被制造为实现有效电“短路”以节省管芯面积，从而降低功率元件的制造成本。在图1所示的实施方式中，在降压工作模式中，第四功率元件配置为处于电“短路”状态，第三功率元件配置为处于电“开路”(非导通)状态。在升压工作模式中，第一功率元件配置为处于电“短路”状态，第二功率元件配置为处于电“开路”状态。在图1所示的实施方式中，电源电路100包括分别与两个对应的功率元件104-1、104-4并联地放置的两个旁路开关112-1、112-2。这两个旁路开关中的每一个都用来为在电源电流正在运行的工作模式下处于“短路”状态的对应的功率元件提供更有效的短路。电源电路可以包括任何数量的旁路开关。例如，电源电路可以包括一个或多个旁路开关，其被放置与在电源电流正在运行的工作模式下处于“短路”状态的对应的一个或多个功率元件并联，以为该功率元件提供更有效的短路。旁路开关的数量在1个和在电源电流正在运行的工作模式下处于“短路”状态的功率元件的总数量之间的范围内。当电源电路的用户要求附加性能时，至少一个旁路开关可以被接通(闭合)。
图3示出了图1的电源电路100的实施方式。在图3所示的实施方式中，电源电路300为开关模式电源，其包括第一电路模块320、第二电路模块322、第三电路模块324、第四电路模块326、数字控制器328、模数转换器(ADC)329、第一旁路开关312-1和第二旁路开关312-2。此外，该电源电路包括第一开关电容器330、电感器332、第二开关电容器334、电阻器336、第一接地电容器338、第二接地电容器340、第一旁路开关驱动器342和第二旁路开关驱动器344。而且，该电源电路包括输入/输出端302-1，302-2，302-3，302-4，302-5，302-6，302-7，346-1，346-2，346-3，346-4，346-5，346-6，346-7，346-8，310。如图3所示，第一、第二、第三和第四电路模块、数字控制器、电阻器、以及第一旁路开关和第二旁路开关驱动器集成在IC芯片316中。第一和第二接地电容器、第一和第二开关电容器、以及电感器位于该IC芯片的外部。该电源电路配置为接收包括具有输入电压“Vin”和输入电流“Iin”的输入电压信号的输入信号，并产生具有输出电压“Vout”和输出电流“Iout”的输出信号。
电源电路300的第一电路模块320包括第一功率元件304-1、第一驱动电路306-1和第一电流测量电路308-1，第一电流测量电路308-1为将测量的电流与最大(峰值)电流值进行比较的峰值电流比较器。第二电路模块322包括第二功率元件304-2、第二驱动电路306-2和第二电流测量电路308-2，第二电流测量电路308-2为将测量的电流与零电流值进行比较的零电流比较器。第三电路模块324包括第三功率元件304-3、第三驱动电路306-3和第三电流测量电路308-3，第三电流测量电路308-3为峰值电流比较器。第四电路模块326包括第四功率元件304-4、第四驱动电路306-4和第四电流测量电路308-4，第四电流测量电路308-4为零电流比较器。功率元件304-1，304-2，304-3，304-4执行与图1中所示的功率元件104-1，104-2，104-3，104-4类似的功能。驱动电路306-1，306-2，306-3，306-4执行与图1中所示的驱动电路106类似的功能。电流比较器308-1，308-2，308-3，308-4执行与图1中所示的调节控制器108类似的功能。在图3所示的实施方式中，在4个功率元件中，仅第一功率元件和第二功率元件用在降压工作模式202中。在4个功率元件中，仅第三和第四功率元件用在升压工作模式204中。在图3所示的实施方式中，功率元件全部为NMOS器件，如n-沟道MOSFET。
电源电路300的旁路开关312-1，312-2执行与图1中所示的旁路开关112-1，112-2类似的功能。在降压工作模式202中，第一功率元件和第二功率元件304-1，304-2执行开关操作，而第四功率元件304-4配置成处于“短路”状态，且第三功率元件304-3配置为处于“开路”(未导通)状态。外部第二旁路开关312-2与第二旁路开关驱动器344一起使用以提供更有效的短路，从而改善电源电路300的性能。在升压工作模式204中，第三和第四功率元件304-3，304-24执行开关操作，而第一功率元件304-1配置成处于“短路”状态，且第二功率元件304-3配置为处于“开路”(未导通)状态。外部第一旁路开关312-1与第一旁路开关驱动器342一起使用以提供更有效的短路，从而改善电源电路300的性能。旁路开关312-1，312-2对于可扩展降压和/或升压性能是可选的。对于电源电路的基本性能，旁路开关可以被完全省略/去除。换句话说，旁路开关对于电源电路的基本性能可能是不需要的。对于电源电路的更好性能，可以添加和/或接通(启用)旁路开关。此外，根据所要求的性能增强，可以采用不同类型的旁路开关。在图3所示的实施方式中，旁路开关为PMOS器件，如p-沟道MOSFET。
在图3所示的实施方式中，电源电路300通过输入端302-1接收具有输入电压“Vin”和输入电流“Iin”的输入电压信号，并通过输入端302-2接收来自电压源(未示出)的电压“Vcc”。供给电压Vcc的该电压源可以在电源电路的内部或外部。在一种实施方式中，电压Vcc为3.3伏。电压Vcc被提供至第二和第三驱动电路306-2，306-3，以分别驱动第二和第三功率元件304-2，304-3。电压Vcc还经由二极管356，358被提供至第一和第四驱动电路306-1，306-4，以分别驱动第一和第四功率元件304-1，304-4。采用第一和第二开关电容器330，334，端子346-1，346-6处的开关电压提高至等于在端子302-2处施加的电压电平Vcc分别加上端子346-3，346-7处的电压电平的电压电平。数字控制器328通过输入端302-3接收输出电压设置信号以为电源电路300设置期望的输出电压，并通过输入端302-4接收时钟信号。此外，数字控制器通过输入端302-5接收工作模式选择信号，以使电源电路以降压工作模式202或升压工作模式204运行，并通过输入端302-6接收控制信号，如联合测试行动小组(JointTest Action Group，JTAG)接口控制信号。在一种实施方式中，工作模式选择信号可以强制电源电路300仅以降压工作模式运行，仅以升压工作模式运行，或在降压工作模式和升压工作模式之间自动切换。电源电路300还通过输入端302-7接收参考电压“Vref”。ADC 329将参考电压Vref转换成数字信号并将转换的数字信号传送至数字控制器。在一种实施方式中，ADC和数字控制器可以在单个IC芯片中实现。电源电路可以包括更多或更少的输入端，以接收更多或更少的输入信号。例如，电源电路可以包括内部参考电压源，以提供参考电压Vref。在该示例中，电源电路不包括输入端302-7。
电源电路300的数字控制器328配置为产生第一、第二、第三和第四驱动信号，并将第一、第二、第三和第四驱动信号供给至第一、第二、第三和第四驱动电路306-1，306-2，306-3，306-4，以分别驱动第一、第二、第三和第四功率元件304-1，304-2，304-3，304-4。此外，数字控制器配置为产生第一和第二旁路信号，并将第一和第二旁路信号供给至第一旁路开关和第二旁路开关驱动器342，344，以分别接通和断开第一旁路开关和第二旁路开关312-1，312-2。而且，数字控制器配置为接收分别来自第一、第二、第三和第四电流比较器308-1，308-2，308-3，308-4的第一、第二、第三和第四控制反馈信号。ADC 329通过将输出端310连接至ADC的反馈回路314接收输出电压检测信号。反馈回路用来将输出电压Vout调整为期望的输出电压。反馈回路可以包括一个或多个电阻器(未示出)。ADC将输出电压检测信号转换成数字信号，并将转换的数字信号传送至数字控制器。数字控制器将数字化的输出电压与数字化的参考电压进行比较，并将对应的功率元件切换到所选择的工作模式202或204。电源电路300的第一和第二开关电容器330，334以及电感器332配置为执行开关模式电源的切换功能。
图4为用于操作根据本发明的实施方式的电源电路的方法的过程流程示意图。在方框402处，为该电源电路选择降压工作模式或升压工作模式。在方框404处，在降压工作模式中，采用电源电路的功率元件将输入电压转换成低于输入电压的输出电压。在方框406处，在升压工作模式中，采用功率元件将输入电压转换成高于输入电压的输出电压。在方框408处，采用至少一个旁路开关旁路至少一个功率元件。
虽然以特定的顺序示出和描述的本文中的方法的操作，但该方法的操作顺序可以改变，使得可以以颠倒的顺序执行某些操作，或者使得可以，至少部分地，与其他操作同时执行某种操作。在另一实施方式中，不同操作的指令或子操作可以以间断和/或交替方式执行。
此外，虽然已经本发明的已经被描述或图示的具体实施方式包括本文中描述或图示的数个部件，但本发明的其他实施方式可以包括更少或更多的部件以实现更少或更多的特征。
而且，虽然已经描述和示出了本发明的具体实施方式，但本发明不限于被如此描述的部件的具体形式和配置。本发明的范围将由附于此的权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种电源电路，包括：
多个功率元件，配置为将输入电压转换为输出电压；
驱动电路，连接至功率元件并配置为驱动功率元件；
调节控制器，连接至功率元件并配置为控制功率元件将输入电压转换为输出电压；和
连接至功率元件的至少一个旁路开关，其中所述至少一个旁路开关用来旁路至少一个功率元件。
2.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关仅与一个功率元件并联连接。
3.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关进一步配置为仅在电源电路的工作模式改变时接通或断开。
4.根据权利要求3所述的电源电路，其中所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关进一步配置为使得在电源电路以相同的工作模式运行时，所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关的接通/断开状态被维持在相同的接通/断开状态。
5.根据权利要求3所述的电源电路，其中所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关进一步配置为旁路所述功率元件中的对于电源电路正在运行的工作模式来说不需要的一个功率元件。
6.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述电源电路配置为以降压工作模式或升压工作模式运行，其中功率元件进一步配置为在降压工作模式中将输入电压转换为低于输入电压的输出电压，并且其中功率元件进一步配置为在升压工作模式中将输入电压转换为高于输入电压的输出电压。
7.根据权利要求6所述的电源电路，其中所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关进一步配置为在降压工作模式和升压工作模式之间转换时接通或断开。
8.根据权利要求6所述的电源电路，其中所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关进一步配置为使得在电源电路以降压工作模式或升压工作模式运行时，所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关的接通/断开状态被维持在相同的接通/断开状态。
9.根据权利要求6所述的电源电路，其中所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关进一步配置为旁路所述功率元件中的对于电源电路正在运行的降压工作模式或升压工作模式来说不需要的一个功率元件。
10.根据权利要求1所述的电源电路，其中功率元件、驱动电路和调节控制器集成在集成电路芯片内，并且其中所述至少一个旁路开关位于集成电路芯片的外部。
11.根据权利要求1所述的电源电路，进一步包括：
连接至功率元件的电感器；和
电容器，
其中电源电路为开关模式电源。
12.根据权利要求11所述的电源电路，其中所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关配置为不采用电感器中的电流主动切换。
13.一种电源电路，包括：
4个功率元件，配置为将输入电压转换为输出电压；
驱动电路，连接至所述4个功率元件并配置为驱动所述4个功率元件；
调节控制器，连接至所述4个功率元件并配置为控制所述4个功率元件将输入电压转换为输出电压；
第一旁路开关，其中第一旁路开关仅与所述4个功率元件中的第一功率元件并联连接并用来旁路第一功率元件；和
第二旁路开关，其中第二旁路开关仅与所述4个功率元件中的第二功率元件并联连接并用来旁路第二功率元件。
14.根据权利要求13所述的电源电路，其中所述电源电路配置为以降压工作模式或升压工作模式运行，其中所述4个功率元件进一步配置为在降压工作模式中将输入电压转换为低于输入电压的输出电压，并且其中所述4个功率元件进一步配置为在升压工作模式中将输入电压转换为高于输入电压的输出电压，并且其中第一旁路开关和第二旁路开关中的每一个进一步配置为在降压工作模式和升压工作模式之间转换时接通或断开。
15.根据权利要求14所述的电源电路，其中第一旁路开关和第二旁路开关中的每一个进一步配置为旁路第一功率元件和第二功率元件中的对于电源电路运行的降压工作模式或升压工作模式来说不需要的一个功率元件，并且其中第一旁路开关和第二旁路开关中的每一个进一步配置为使得在电源电路正在以降压工作模式或升压工作模式运行时，第一旁路开关和第二旁路开关中的每一个的接通/断开状态被维持在相同的接通/断开状态。
16.根据权利要求13所述的电源电路，其中所述4个功率元件、驱动电路和调节控制器集成在集成电路芯片内，并且其中第一旁路开关和第二旁路开关位于集成电路芯片的外部。
17.根据权利要求13所述的电源电路，进一步包括：
连接至所述4个功率元件的电感器；和
电容器，
其中电源电路为开关模式电源，并且其中第一旁路开关和第二旁路开关中的每一个配置为不采用电感器中的电流主动切换。
18.一种用于操作电源电路的方法，该方法包括：
为电源电路选择降压工作模式或升压工作模式；
在降压工作模式中，采用电源电路的多个功率元件将输入电压转换为低于输入电压的输出电压；
在升压工作模式中，采用电源电路的多个功率元件将输入电压转换为高于输入电压的输出电压；以及
采用至少一个旁路开关旁路至少一个功率元件。
19.根据权利要求18所述的方法，其中采用至少一个旁路开关旁路至少一个功率元件包括：
在降压工作模式和升压工作模式之间转换时接通或断开所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关；以及
采用所述至少一个旁路开关中的每一个旁路开关旁路所述功率元件中的对电源电路正在运行的降压工作模式或升压工作模式来说不需要的一个功率元件。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
将旁路开关添加至所述至少一个旁路开关；或
从所述至少一个旁路开关中移除旁路开关。
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